生物力学重点

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1、冯元桢：生物力学开创者及奠基人，有“生物力学之父”美誉。主要贡献：²开创了生物力学研究领域²建立了肺的力学模型，奠定了肺力学、呼吸力学基础²生物组织的生长与应力的关系模型（冯元桢假说）²《生物力学》是近代生物力学的代表作之一生物力学分类:1）按研究对象分：²生物固体力学：骨骼力学²生物流体力学：心血管系统、消化呼吸系统、泌尿系统、内分泌以及游泳、飞行等与水动力学、空气动力学、边界层理论和流变学有关的力学问题²生物运动力学2）按研究结果分：²工程生物力学²医学生物力学²体育运动生物力学目前，从医学应用的角度和理论研究的科学分类来看，生物力学可以分为以下

2、三个主要分支：1）组织与器官力学（骨力学、软组织力学、肺力学、心脏力学、子宫力学等等）2）血流动力学（血液流变学、动脉中的脉动流、心脏动力学和微循环力学）3）生物热力学（生物传质传热理论、应用生物控制理论以及药物动力学等）几个力的认识：万有引力：万有引力的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关接触力物体之间相互接触变形而产生的力物体接触时，接触部位会产生变形，变形的物体在一定限度内总是企图恢复原状，所以在接触面间产生了相互作用的力摩擦力当相互接触的物体有相对滑动或相对滑动的趋势时，在接触面的切线方向出现了阻止相对滑动的力，这个力称为摩擦力。肌肉力

3、运动中各种动作的形成，主要是由肌肉收缩产生的肌肉力作用于骨骼的结果。肌肉兴奋收缩产生肌张力，并在肌腱的附着点产生对骨的拉力，从而使肢体产生运动或保持一定的姿势。肌肉力简称肌力外力：物体受到的其它物体的作用，包括载荷（主动力）和约束反力（约束是指限制物体某些运动的条件，是与被约束物体相接触的物体）内力：组成物体的各个部分之间的相互作用力。物体受到外力作用时会发生变形，其内部产生内力抵抗变形和破坏，但有一定的限度。弹性力：最典型的弹性力是弹簧的弹性力。实验证明，弹性限度内，弹性力的大小与弹簧的变形成正比关系应力与应变的关系：应力是作用在物体内单位截面积上

4、的内力；反应了物体在应力的作用下发生变形时物体内部的紧张程度；应变是物体在应力作用下相对的变形，反应物体的形变程度，是一个无量纲的物理量。材料的黏弹性n黏弹性材料具有固体和流体的双重特性。n对黏弹性的物体施加外力时其变形是逐渐发生的，撤除外力时，其变形是逐渐复原的。n即具有弹性固体和黏滞性流体的力学性质刚度：生物材料或非生物材料组成的构件抵抗变形的能力。表现为应力和应变之间的关系骨抵抗外力而不发生变形的能力，即在外力作用下，骨仍能保持固有形状和尺寸不发生改变的能力。当外力大于其最大刚度时，骨则发生变形强度：构件抵抗破坏的能力。骨抵抗外力破坏的能力。骨

5、在外力作用下保持自身连续性和完整性，不发生中断的能力。外力超过骨最大承载能力时，则发生骨折。形变：物体在外力作用下形状和大小总要发生改变弹性形变：外力撤出后，物体能恢复原来形状的形变塑性形变：外力撤出后，物体不能完全恢复原来的形状，这种形变称为塑性变形。骨功能适应性：§骨结构受遗传、激素活性和载荷三种因素控制§1638年，伽利略首先发现负重与骨形态间的关系§1834年，Bell指出骨可以使用尽可能少的材料来承担载荷§1838年，Ward报道增加压缩载荷可以增加骨形成§1858年，Ludwig论及重力和肌肉力对维持骨的质量是必要的§1862年，两位德国

6、学者各自报道了加压对骨生长的影响§1867年，瑞士HermanVonMeyer教授报道骨的内部结构和外部形态一样，与其承受载荷的大小和方向有直接的关系。§1892年，德国医学博士JnliusWollf在前任工作的基础上，总结了他30多年工作的经验、体会和临床观察结果，提出了骨变化的定律：骨功能的每一改变，都有与数学法则一致的确定的内部结构和外部形态的变化。§骨骼能承受骨组织的机械应变，并具有适应这些功能需要的能力，骨骼结构受应力的影响，负荷增加骨增粗，负荷减少骨变细；§骨折再塑过程也遵循这一定律。骨折后如有移位,在凹侧将有明显骨痂形成,其内部骨小梁将

7、沿着压应力的传递方向排列,而在凸侧将有骨的吸收。骨力求达到一种最佳结构，即骨骼的形态与物质受个体活动水平的调控，使之足够承担力学负载，但并不增加代谢转运的负担。骨折端的生理应力：§骨折后，骨端恢复正常功能的速度和质量与断端承受的应力水平有关。§把可加速骨折端愈合速度，提高愈合质量的断面应力，称为生理应力§生理应力分为恒定的和间断性的§恒定的应力多由器械加载产生的；可增加断端摩擦力，增强稳定性，缩小新生骨细胞爬行距离；§间断应力多由功能锻炼、肌肉收缩内在动力产生的，非周期性，可促进局部血液循环，激发骨折端新生骨生长。§一般指生理应力是指两者的叠加。§不

8、同治疗阶段，生理应力的概念也有所差别。§初期：主要是断面间的压应力§中后期：拉、压、弯、剪切、扭转等都有益§